Tutorial: Implemente o Azure Stream Analytics como um módulo IoT Edge

Aplica-se a: IoT Edge 1.5

Neste tutorial, cria um trabalho Azure Stream Analytics no portal Azure e implementa-o como um módulo IoT Edge sem código extra.

Neste tutorial, aprenderás como:

O módulo do Stream Analytics neste tutorial calcula a temperatura média num período de 30 segundos deslizante. Quando a média chega a 70, o módulo envia um alerta para que o dispositivo entre em ação. Neste caso, a ação consiste em redefinir o sensor simulado de temperatura. Em um ambiente de produção, você pode usar essa funcionalidade para desligar uma máquina ou tomar medidas preventivas quando a temperatura atingir níveis perigosos.

Por que usar o Azure Stream Analytics na IoT Edge?

Muitas soluções de IoT usam serviços de análise para obter informações sobre os dados à medida que chegam à nuvem a partir de dispositivos IoT. Ao usar Azure IoT Edge, move-se a lógica Azure Stream Analytics para o próprio dispositivo. O processamento de fluxos de telemetria na extremidade reduz a quantidade de dados carregados e o tempo necessário para reagir a insights acionáveis. Azure IoT Edge e Azure Stream Analytics integram-se para simplificar o desenvolvimento da sua carga de trabalho.

O Azure Stream Analytics utiliza uma sintaxe estruturada de consultas para análise de dados na cloud e em dispositivos IoT Edge. Para mais informações, consulte Azure Stream Analytics documentação.

Pré-requisitos

Se não tiver uma conta Azure, crie uma conta free antes de começar.

• Um dispositivo Azure IoT Edge.

  Use uma máquina virtual Azure como dispositivo IoT Edge seguindo os passos do quickstart para dispositivos Linux ou Windows.

• Uma versão gratuita ou de nível padrão IoT Hub em Azure.

Criar uma tarefa de Azure Stream Analytics

Nesta secção, irá criar um trabalho do Azure Stream Analytics que:

• Recebe dados do seu dispositivo IoT Edge.
• Consulta os dados de telemetria em busca de valores fora de um intervalo definido.
• Age no dispositivo IoT Edge com base nos resultados da consulta.

Criar uma conta de armazenamento

Quando crias um trabalho Azure Stream Analytics para correr num dispositivo IoT Edge, precisas de o armazenar para que o dispositivo possa aceder a ele. Pode usar uma conta Azure Storage existente ou criar uma nova.

1. No portal do Azure, vá a Criar um recurso > Armazenamento > Conta de armazenamento.

2. Indique os valores seguintes para criar a conta de armazenamento:

   Campo	Valor
   Subscrição	Escolha a mesma subscrição do hub de IoT.
   Grupo de recursos	Use o mesmo grupo de recursos para todos os seus recursos de teste para os inícios rápidos e tutoriais do IoT Edge. Por exemplo, IoTEdgeResources.
   Nome	Introduza um nome exclusivo para a conta de armazenamento.
   Localização	Selecione um local perto de si.

3. Mantenha os valores padrão para os outros campos e selecione Revisar + Criar.

4. Revise as suas definições e depois selecione Criar.

Criar uma nova tarefa

1. No portal Azure, selecione:

   1. Criar um recurso
   2. Internet das Coisas no menu à esquerda
   3. Escreva Stream Analytics na barra de pesquisa para o encontrar no Azure Marketplace
   4. Selecione Criar e depois Trabalho de Stream Analytics no menu dropdown

2. Forneça os seguintes valores para criar seu novo trabalho do Stream Analytics:

   Campo	Valor
   Nome	Atribua um nome ao seu trabalho. Por exemplo, IoTEdgeJob
   Subscrição	Escolha a mesma subscrição do hub de IoT.
   Grupo de recursos	Usa o mesmo grupo de recursos para todos os recursos de teste que criares durante os quickstarts e tutoriais do IoT Edge. Por exemplo, um recurso chamado IoTEdgeResources.
   Região	Escolha uma localização perto de si.
   Ambiente de alojamento	Selecione Borda. Esta opção permite-lhe implementar para um dispositivo IoT Edge em vez da cloud.

3. Selecione Verificar + criar.

4. Confirme as opções e selecione Criar.

Configurar a sua tarefa

Depois de criar o seu trabalho de Stream Analytics no portal Azure, configure-o com uma entrada, uma saída e uma consulta para ser executada nos dados que passam.

Esta secção mostra como criar um trabalho que receba dados de temperatura de um dispositivo IoT Edge. Ele analisa os dados numa janela deslizante de 30 segundos. Se a temperatura média na janela ultrapassar os 70 graus, a tarefa envia um alerta para o dispositivo IoT Edge.

Defina a sua entrada e saída

1. Navegue até à sua tarefa de Stream Analytics no portal do Azure.

2. Em Topologia de trabalho, selecione Entradas e, em seguida, selecione Adicionar entrada.

3. Escolha Edge Hub na lista suspensa.

   Se você não vir a opção Edge Hub na lista, talvez tenha criado seu trabalho do Stream Analytics como um trabalho hospedado na nuvem. Tente criar um novo trabalho e certifique-se de selecionar Edge como o ambiente de hospedagem.

4. No painel Nova entrada, insira temperatura como o nome de entrada.

5. Mantenha os valores padrão para os outros campos e selecione Salvar.

6. Em Topologia de trabalho, selecione Saídas e, em seguida, selecione Adicionar.

7. Escolha Edge Hub na lista suspensa.

8. No painel Nova saída , insira alert como o alias de saída.

9. Mantenha os valores padrão para os outros campos e selecione Salvar.

Criar uma consulta

1. Em Topologia de Trabalho, selecione Consulta.

2. Substitua o texto padrão pela seguinte consulta:

   SELECT  
       'reset' AS command
   INTO
      alert
   FROM
      temperature TIMESTAMP BY timeCreated
   GROUP BY TumblingWindow(second,30)
   HAVING Avg(machine.temperature) > 70
   

   Nessa consulta, o código SQL envia um comando de reset para a saída do alerta se a temperatura média da máquina em um intervalo de 30 segundos atingir 70 graus. O comando reset é pré-programado no sensor como uma ação.

3. Selecione Salvar consulta.

Configurar as definições do IoT Edge

Para implementar o seu trabalho de Stream Analytics num dispositivo IoT Edge, associe o seu emprego Azure Stream Analytics a uma conta de armazenamento. Quando você implanta seu trabalho, a definição de tarefa é exportada para a conta de armazenamento como um contêiner.

1. No serviço Stream Analytics, no menu Configurações , selecione Configurações da conta de armazenamento.

2. Escolha a opção Selecionar armazenamento de Blob/ADLS Gen 2 nas suas subscrições .

3. A sua conta de armazenamento Azure aparece automaticamente na página. Se não vir um, crie um armazenamento. Se precisar escolher um armazenamento diferente daquele listado no campo Conta de armazenamento, selecione-o a partir do menu deslizante.

4. Selecione Salvar se tiver feito alterações.

Implementar a tarefa

Agora está pronto para implantar a tarefa do Azure Stream Analytics no seu dispositivo IoT Edge.

Nesta secção, utiliza o assistente Set Modules no portal do Azure para criar um manifesto de implementação . Um manifesto de implantação é um arquivo JSON que descreve todos os módulos que são implantados em um dispositivo. O manifesto também mostra os registros de contêiner que armazenam as imagens do módulo, como os módulos devem ser gerenciados e como os módulos podem se comunicar entre si. O seu dispositivo IoT Edge recupera o seu manifesto de implementação do IoT Hub e depois utiliza a informação nele para implementar e configurar todos os módulos atribuídos.

Neste tutorial, vai implementar dois módulos. O primeiro é o SimulatedTemperatureSensor, que é um módulo que simula um sensor de temperatura e humidade. O segundo é o seu trabalho do Stream Analytics. O módulo de sensor fornece o fluxo de dados que sua consulta de trabalho analisa.

1. No portal Azure, navegue até ao seu hub IoT.

2. Selecione Dispositivos no menu Gestão de dispositivos e depois selecione o seu dispositivo IoT Edge para o abrir.

3. Selecione Definir módulos.

4. Se você implantou anteriormente o módulo SimulatedTemperatureSensor neste dispositivo, ele pode ser preenchido automaticamente. Caso contrário, adicione o módulo com as seguintes etapas:

   1. Selecione + Add e escolha IoT Edge Module.
   2. Para o nome, digite SimulatedTemperatureSensor.
   3. Para o URI da imagem, digite mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:1.5.
   4. Deixe as outras configurações padrão e selecione Adicionar.

5. Adicione a sua tarefa Azure Stream Analytics Edge com os seguintes passos:

   1. Selecione + Add e escolha Azure Stream Analytics Module.
   2. Selecione a sua subscrição e o trabalho do Azure Stream Analytics Edge que criou.
   3. Selecione Guardar.

   Depois de salvar as alterações, os detalhes do trabalho do Stream Analytics são publicados no contêiner de armazenamento que você criou.

6. Depois de concluída a adição do Stream Analytics na implantação, confirme que dois novos módulos aparecem na página Definir módulos.

   

7. Selecione Verificar + criar. O manifesto de implantação é exibido.

8. Selecione Criar.

9. Na página Definir módulos do seu dispositivo, após alguns minutos, você verá os módulos listados e em execução. Atualize a página se não vir módulos ou aguarde mais alguns minutos e atualize-a novamente.

Entenda os dois novos módulos

1. No separador Set modules do seu dispositivo, selecione o nome do módulo de Stream Analytics para o levar à página Update IoT Edge Module. Aqui você pode atualizar as configurações.

   O separador Settings tem o Image URI que aponta para uma imagem Azure Stream Analytics padrão. Esta única imagem é usada para todos os módulos de Stream Analytics que são implementados num dispositivo IoT Edge.

   O separador Module Twin Settings mostra o JSON que define a propriedade Azure Stream Analytics (ASA) chamada ASAJobInfo. O valor dessa propriedade aponta para a definição da tarefa no seu contentor de armazenamento. Esta propriedade é como a imagem do Stream Analytics é configurada com seus detalhes específicos do trabalho.

   Por padrão, o módulo do Stream Analytics tem o mesmo nome do trabalho em que se baseia. Você pode alterar o nome do módulo nesta página, se quiser, mas não é necessário.

2. Selecione Aplicar se tiver feito alterações ou Cancelar se não tiver feito alterações.

Atribua rotas aos seus módulos

1. Na página Definir módulos no dispositivo:<seu-nome-do-dispositivo> , selecione Avançar: Rotas.

2. No separador Rotas, defines como as mensagens são passadas entre módulos e o IoT Hub. As mensagens são construídas usando pares de nome e valor.

   Adicione os nomes e valores de rota de acordo com os pares mostrados na tabela abaixo. Substitua as instâncias de {moduleName} pelo nome do seu módulo Azure Stream Analytics. Este módulo deve ter o mesmo nome que vê na lista de módulos do seu dispositivo na página Set modules, como mostrado no portal Azure.

   

   Nome	Valor
   telemetriaParaANuvem	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO $upstream
   alertasToCloud	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO $upstream
   alertasToReset	FROM /messages/modules/{moduleName}/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/SimulatedTemperatureSensor/inputs/control")
   telemetriaToAsa	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO BrokeredEndpoint("/modules/{moduleName}/inputs/temperature")

   As rotas que declaras aqui definem o fluxo de dados através do dispositivo IoT Edge. Os dados de telemetria do SimulatedTemperatureSensor são enviados para o IoT Hub e para a entrada temperatura, que foi configurada no trabalho de Stream Analytics. As mensagens de saída alert são enviadas para IoT Hub e para o módulo SimulatedTemperatureSensor para ativar o comando de reset.

3. Selecione Seguinte: Revisão + Criação.

4. Na guia Revisão + Criação , você pode ver como as informações fornecidas no assistente são convertidas em um manifesto de implantação JSON.

5. Quando terminar de revisar o manifesto, selecione Criar para concluir a configuração do módulo.

Ver dados

Vá ao seu dispositivo IoT Edge para ver a interação entre o módulo Azure Stream Analytics e o módulo SimulatedTemperatureSensor.

1. Verifique se todos os módulos estão em execução no Docker:

   iotedge list  
   

2. Veja todos os dados de métricas e registos de sistema. Substitua {moduleName} pelo nome do seu módulo Azure Stream Analytics:

   iotedge logs -f {moduleName}  
   

3. Veja como o comando reset afeta o SimulatedTemperatureSensor visualizando os logs do sensor:

   iotedge logs SimulatedTemperatureSensor
   

   Você pode observar a temperatura da máquina subir gradualmente até atingir 70 graus por 30 segundos. Em seguida, o módulo do Stream Analytics aciona uma reposição e a temperatura da máquina baixa novamente para 21.

   

Limpar recursos

Se quiser continuar para o próximo artigo recomendado, mantenha os recursos e as configurações que criou e reutilize-os. Também pode continuar a usar o mesmo dispositivo IoT Edge como dispositivo de teste.

Caso contrário, elimine as configurações locais e os recursos do Azure que utilizou neste artigo para evitar cobranças.

Eliminar recursos do Azure

Não podes desfazer a eliminação de recursos e grupos de recursos do Azure. Certifique-se de que não elimina acidentalmente o grupo de recursos ou recursos errados. Se criaste o IoT Hub dentro de um grupo de recursos existente que tem recursos que queres manter, elimina apenas o próprio recurso do IoT Hub, não o grupo de recursos.

Para eliminar os recursos:

1. Inicie sessão no portal Azure e depois selecione Resource groups.
2. Selecione o nome do grupo de recursos que contém os seus recursos de teste IoT Edge.
3. Reveja a lista de recursos que o seu grupo de recursos contém. Se quiser excluir todos eles, selecione Excluir grupo de recursos. Se quiseres eliminar apenas alguns, seleciona cada recurso para os eliminar individualmente.

Próximos passos

Neste tutorial, configura um trabalho Azure Stream Analytics para analisar dados do seu dispositivo IoT Edge. Carregaste o módulo Azure Stream Analytics no teu dispositivo IoT Edge para processar e reagir localmente aos aumentos de temperatura, e enviaste o fluxo de dados agregado para a cloud. Para saber como o Azure IoT Edge pode ajudá-lo a construir mais soluções, continue para o próximo tutorial.